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Ideazione e realizzazione di misure con Multi Pixel Photon

counter (MPPC)

Conduttori, semiconduttori e isolanti

Drogaggio e giunzione p-n

La giunzione p-n è alla base di tutti i rivelatori a silicio

Applicando una ddp:Diretta Passaggio di correnteInversa Corrente nullaInversa geiger Valanga di e-

Nel rivelatore …

RIVELATORI “SiPM”(Silicon Photo Multiplier)

I rivelatori da noi utilizzati sono SIPM, costituiti da una griglia di pixel.

Quando un fotone arriva sul rivelatore ne accende uno

Il segnane di uscita è la somma di tutti i pixel accesi

Al

ARC

-Vbias

Back contact

ppnn++

ppnn++

Rquenching

hh

p+ silicon wafer

Front contact

Dark count

Alcuni pixel, possono accendersi per rumore termico senza che effettivamente siano stati colpiti da un fotone!

In questo caso si ha un “finto evento”

Questo è ciò che viene chiamato DARK COUNT.

QUESTE SONO LE FORMULE USATE PER CALCOLARE LA CARICA DEGLIELETTRONI: Q = i Q = i T Q= Qe x Ga x GsT Q= Qe x Ga x Gs 2 Qe = Q2 Qe = Q i = V Ga Gsi = V Ga Gs RR

CALCOLO DELLA CARICA DEGLI ELETTRONI

DATI DEL PROBLEMA:V= (20 ± 2) mV (altezza)T= (50 ± 5 ) ns (base)R =50ΩGs =7,5x105

Ga =100

CARICA STIMATA SOTTO IL

SEGNALE DA UN PIXEL

PROPAGAZIONE DELL’ ERRORE

CALCOLO DELLA CARICA DEGLI ELETTRONI

Qe =1,6x10-19

La fibra scintillante e` fatta di un materiale particolare chiamatoPOLISTIRENE => C8H8 d=1.05 g\cm3

STAGES INVERNALI2011

STAGES INVERNALI2011

ADC CaeN V792 N 0.4 pC

Discrimnatore Ortec 935

LABVIEW e` il nostro programma usato per l-acquisizione dei dati

STAGES INVERNALI2011

M(ch) = p1 + p2 M(pic)

M(pic)= M(ch)-p1 p2

Dopo aver ricavato la retta si può ottenere la curva corrispondente convertita.

Svolgendo la formula con i dati acquisiti dal fit precedente si ottiene: M(ch)= 200.76 + 78.43 X M(pic) + 0.18

Allo stesso tempo possiamo ricavare la carica di un solo fotone rivelato facendo la differenza di due picchi: Q(1ph)= peak=(78.43+0.18)ch

Dal momento che il fattore di conversione dell’ADC corrisponde circa a: ADCconv = 1.04 x10 -13C/ch

Alla fine possiamo notare che la carica dell’elettrone calcolata ad occhio e quella misurata sperimentalmente sono compatibili:

Si avrà:

Q(1ph) =(0.8 ± 0.002) x10-11C

Bethe - Block

L’Sr90 rilascia due elettroni:e- (546 KeV) perde 272 KeVe- (2.28 MeV) perde 189 KeV

230 kev

L’ energia media rilasciata è

Conversione – 4000 ph MeV

230 KeV dunque 920 ph

Efficienza fibra= 4 % 37 ph che restano

Attenuazione (1/e ogni 22m) 32 ph (30 cm)

Efficienza rivelatori circa 50% Circa 16 ph

1 lato Circa 8 restanti!!!

Possiamo osservare che le pos. 1 e 2 perdono fotoni, per questo motivo concludiamo che la COLLA cambia lo spettro!

Conversione spettriPosizione 1 prima della collaPosizione 2 prima della collaPosizione 3 dopo la colla

Grazie dell’attenzione!